Une propagation plus lente des arbustes arctiques malgré le changement climatique | Polarjournal
De grandes parties de la toundra arctique sont caractérisées par une végétation arbustive plus ou moins dense. Photo : Miko Fox Photography via Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

La végétation de l’Arctique doit faire face à des conditions très difficiles et s’adapter de toutes sortes de façons au froid, à la sécheresse et aux vents forts. Des conditions plus favorables, telles que celles engendrées par le changement climatique, favoriseraient la propagation des plantes arctiques. Cependant, elle est limitée par les incendies et la dispersion des graines, selon une nouvelle étude menée par une équipe de recherche de l’Université d’État de l’Ohio.

Une grande partie de la toundra est aujourd’hui couverte d’arbustes et, sur la base d’études antérieures, on estimait jusqu’à présent que ces buissons denses allaient conquérir, avec le réchauffement, environ 39 pourcent de la surface actuellement non couverte d’arbustes en Arctique. La nouvelle étude n’a toutefois pas confirmé cette hypothèse. Les analyses de Yanlan Liu, professeure assistante de géosciences à l’Université d’État de l’Ohio, et auteure principale de l’étude, et de son équipe ont révélé que la flore ne pourrait ne s’étendre que sur 25% de la toundra d’ici 2100.

En se basant sur les modèles de croissance historiques des arbustes, combinés à différentes variables environnementales telles que les précipitations, l’altitude et les jours où les températures dépassent 5 degrés Celsius, l’équipe de recherche a déterminé ce qui pourrait se passer à l’avenir. Alors qu’au cours des dernières décennies, la propagation des arbustes était positivement corrélée à l’adéquation environnementale – la probabilité de survie d’une espèce à un endroit donné -, ce n’est plus le cas aujourd’hui.

Avec le changement climatique en Arctique, les arbustes comme celui-ci se propageront moins vite qu’on ne le pensait jusqu’à présent. Photo : Michael Wenger

Les conditions environnementales sont donc désormais moins déterminantes pour la propagation des arbustes, et des facteurs tels que la dispersion des graines et le feu sont devenus plus importants. La gravité, les animaux, le vent ou même les courants marins et les banquises jouent un rôle dans la dispersion des graines, qui sont transportées dans des zones où les arbustes ne poussent pas.

« La propagation et le feu sont bien plus importants que d’autres conditions environnementales, car même s’il fait suffisamment chaud à un endroit donné, les arbustes n’y poussent pas forcément », explique Liu. « Au lieu de cela, tout dépend de la capacité des graines à arriver à cet endroit ou si le lit de semence ou la nature du sol est suffisamment nutritif pour soutenir la croissance des arbustes ».

Les incendies améliorent généralement la disponibilité des nutriments dans le sol et la capacité de germination des graines, même si le feu peut tuer les graines et les semis à court terme, ajoute Liu.

Au cours des dernières décennies, les chercheurs ont constaté une nette modification de la répartition de la végétation en Arctique, due au réchauffement rapide de la région. Contrairement aux études précédentes, qui s’appuyaient généralement sur des observations et des modèles de terrain, l’équipe a utilisé dans son travail actuel des images satellites haute résolution de l’Arctic-Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) de la NASA pour observer la propagation des arbustes en Alaska et dans une grande partie de l’ouest du Canada entre 1984 et 2014.

Dans les régions où les arbustes ne poussent pas ou peu aujourd’hui en raison des conditions environnementales, une végétation plus dense pourrait s’étendre d’ici 2100. Photo : Julia Hager

Grâce à ces données, il leur a été possible d’estimer la propagation des arbustes pour les années 2040, 2070 et 2100. Par conséquent, la propagation future ne suivrait pas les modèles de réchauffement attendus. Les études précédentes avaient donc surestimé la croissance future des arbustes. Selon Liu, cette divergence ne peut s’expliquer que par la prise en compte de facteurs tels que la dispersion des graines et le feu.

Il est particulièrement important d’observer et de prévoir avec précision la propagation de ces arbustes, car ils jouent un rôle important dans le bilan énergétique et carbone mondial. Liu ajoute que ses recherches ouvrent de toutes nouvelles voies pour étudier la manière dont la végétation se propage dans d’autres endroits du monde.

« Cette étude est la première étape pour étudier la propagation à grande échelle des arbustes dans les régions arctico-boréales avec une haute résolution », explique Liu. « Notre analyse basée sur les données explique ce qui s’est passé, mais la prochaine étape est d’expliquer pourquoi ».

La prochaine étape pour Liu est de simuler, à l’aide de modèles dynamiques de végétation, à quoi ressembleront la répartition et la structure de la végétation à l’avenir, puis de combiner leurs observations afin de rendre les prévisions plus précises.

Julia Hager, PolarJournal

Lien vers l’étude : Yanlan Liu, William J. Riley, Trevor F. Keenan, et al. Dispersal and fire limit Arctic shrub expansion. Nature Communications, 2022 ; 13 (1) DOI : 10.1038/s41467-022-31597-6

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